Question

Сколько требуется теплоты чтобы изо льда массой 3 кг взятого при температуре -20°С получить воду при температуре 10°

Answer 1

20 градусов цельсии!!!

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение теплового баланса, которое описывает переход от твердого состояния (льда) к жидкому состоянию (воде). Уравнение теплового баланса выглядит следующим образом:

\[ Q = m \cdot L_f + m \cdot c \cdot \Delta T \]

где: - \( Q \) - количество теплоты (в джоулях), - \( m \) - масса вещества (в килограммах), - \( L_f \) - удельная теплота плавления (для воды \( L_f = 334 \, \text{Дж/г} \)), - \( c \) - удельная теплоемкость вещества (для льда и воды \( c = 4.18 \, \text{Дж/(г} \cdot \text{°C)} \)), - \( \Delta T \) - изменение температуры.

В данном случае, лед при температуре -20°C превращается в воду при температуре 0°C, затем вода прогревается до температуры 10°C. Таким образом, \( \Delta T_1 \) - изменение температуры при плавлении, равно \( 0 - (-20) = 20°C \), а \( \Delta T_2 \) - изменение температуры при нагревании, равно \( 10 - 0 = 10°C \).

Теперь можем подставить значения в уравнение:

\[ Q = m \cdot L_f + m \cdot c \cdot \Delta T_1 + m \cdot c \cdot \Delta T_2 \]

\[ Q = 3 \, \text{кг} \cdot (334 \, \text{Дж/г}) + 3 \, \text{кг} \cdot (4.18 \, \text{Дж/(г} \cdot \text{°C)}) \cdot 20°C + 3 \, \text{кг} \cdot (4.18 \, \text{Дж/(г} \cdot \text{°C)}) \cdot 10°C \]

Вычислим это:

\[ Q = 1002 \, \text{кДж} + 2502 \, \text{кДж} + 1251 \, \text{кДж} \]

\[ Q = 4755 \, \text{кДж} \]

Таким образом, для перевода льда массой 3 кг при температуре -20°C в воду при температуре 10°C требуется 4755 кДж теплоты.